Důkazy s nulovými znalostmi ukazují potenciál od hlasování po finance – Cointelegraph Magazine

Ve světě, který se stále více obává soukromí a zneužívání osobních údajů ze strany vlád, korporací, platforem sociálních médií a bank, mohou důkazy s nulovými znalostmi nabídnout určitou úlevu. 

Tento vznikající kryptografický protokol by skutečně mohl částečně napravit dva rychle rostoucí globální deficity: soukromí a pravdu.

ZK-proofs již našly domov v sektoru kryptoměn a blockchainu – umožňují například škálovací protokoly, aby byly transakce Ethereum rychlejší a levnější. Ale to může být jen začátek. 

Jednoho dne by důkazy ZK mohly pomoci přesvědčit vaši banku, že váš příjem je nad určitou hranicí – například abyste měli nárok na hypotéku – aniž byste odhalili svůj skutečný příjem. Nebo prokažte volebním orgánům, že jste rezidentem nebo občanem, aniž byste jim poskytli své jméno, řidičský průkaz nebo pas.

ZK-proofs otevírají nový svět potenciálních aplikací, včetně „anonymního hlasování, decentralizovaných her, prokazování osobních údajů bez úplného zveřejnění vašich osobních údajů a boje proti falešným zprávám prokazováním zdroje zpráv,“ spoluzakladatel Polygonu Jordi Baylina říká Magazine.

Do této chvíle někteří v kryptografické komunitě již považují ZK-proofy za potenciální zbraň v hrozícím boji proti falešným informacím, včetně dokumentů, obrázků a identit pozměněných AI. 

„Možná nás čeká technologická bitva o pravdu, kde ZK může hrát kritickou roli,“ říká magazínu Magazine oceněný kryptograf Jens Groth. „Existuje myšlenka důkazů přenášených dat“, tj. dat, která přenášejí v sobě samém důkazy o správnosti včetně údajů o původu a provenienci, „takže nirvána by byla, že všechna data, která získáme, jsou ověřená data“.

V některých průmyslových odvětvích, jako je finance, mohou ZK-proofy hluboce změnit způsob, jakým je obchod veden. „Vidíme, že to přináší revoluci v odvětví auditu,“ říká spoluzakladatel a generální ředitel společnosti Proven Rich Dewey Magazine v souvislosti s protokoly pro prokázání platební schopnosti s podporou ZK, jako je ten, který vyvinula jeho technická firma. "Jediná otázka je časová osa." 

Vyžaduje méně zdrojů

I když ZK-proofs poprvé představili již v 1980. letech XNUMX. století výzkumníci Shafi Goldwasser, Silvio Micali a Charles Rackoff, teprve v posledním desetiletí došlo k jejich „velkému průlomu“ podle Bayliny.

"Nyní je možné dokázat jakékoli obecné tvrzení." Toto prohlášení – někdy nazývané obvod – „může být naprogramováno specifickým jazykem a může být čímkoli,“ říká Baylina. 

ZK-důkazy jsou výpočetně složité, což pravděpodobně zpomalilo jejich vývoj, ale jejich základní intuice se zdá být dostatečně jednoduchá. Jak je popsáno v připravovaném dokumentu Federální rezervní banky St. Louis: 

„Pomocí důkazu o nulových znalostech (ZKP) může strana ostatním stranám prokázat, že výpočet byl proveden správně. Výpočet není třeba replikovat – je třeba ověřit pouze důkaz. V ideálním případě vyžaduje ověření ZKP podstatně méně zdrojů než opětovné provedení výpočtu.“

Následuje několik slibných případů použití odolných vůči ZK, které jsou dnes na stole – mimo přísné hranice krypto sektoru – které mohou nebo nemusí zahrnovat použití blockchainů.

Ověření digitálního hlasování 

Elektronické hlasování se celosvětově uchytilo jen pomalu, ale pokud ano, je pravděpodobné, že ZK-proofy budou hrát významnou roli. Důkazy ZK se již používají v systémech elektronického hlasování při pokusech v řadě švýcarských měst a kantonů, říká Dahlia Malkhi, uznávaná vědkyně z Chainlink Labs, Magazine.

„Důkazy ZK mohou přidat ověřitelnost online voleb a umožnit komukoli zkontrolovat, zda byly hlasy započítány správně,“ vysvětluje Malkhi, aniž by prozradil, jak jednotlivci hlasoval – klíčový problém elektronického hlasování, říká. 

Kryptografické elektronické hlasovací systémy existují po desetiletí, dodává Malkhi, ale jejich přijetí bylo umírněné. Po technické stránce byla jednou z výzev „kompromis zařízení koncových uživatelů, před kterými ZK-proofs nechrání.“

Existují také další překážky, které jsou mimo dosah ZK-proofs nebo možnosti kontroly – což také může naznačovat jejich omezení. 

Elektronické hlasování vyžaduje důvěryhodný systém „digitální identity“, tj. odkaz na informace „reálného světa“, které není vždy snadné zabezpečit. (Vzpomeňte si na všechny ty hlasovací listiny na starých papírových účetních knihách.) „ZK sama o sobě nemůže narušit elektronické hlasování,“ říká Malkhi. 

Kryptograf Groth, stejně jako Malkhi, uvádí potřebu nějakého druhu „ukotvení důvěry“, aby měly ZK-proofs dopad v každodenním životě. "Důkazy s nulovými znalostmi často potřebují háček s realitou."  

Možná jednoho dne, díky ZK-proofs, někdo bude moci prokázat, že je starší 18 let nebo je občanem Spojeného království, aniž by musel vytahovat řidičský průkaz nebo pas, říká Groth Magazine, ale „nemůžete prokázat je ti více než 18 let. Potřebujete kotvu důvěry, která určí váš věk,“ říká, tedy nějaký orgán, který ověřuje vaše občanství nebo rok narození, a dodává:

"V budoucnu mohou organizace vydávat kotvy důvěry přátelské k ZK, ale v současnosti to není běžná praxe, takže máte trochu problém s kuřecím masem a vejci."

Ochrana soukromí pro CBDC

Dnes se zdá, že svět je zaplaven projekty centrálních bank v oblasti digitálních měn. Podle Atlantic Council nyní 130 zemí představujících 98 % celosvětového HDP zkoumá státem vydávané digitální peníze. 

CBDC jsou však zatíženy otázkami ochrany soukromí a někteří se obávají, že by je mohly vlády zneužít například ke sledování svých vlastních populací.

To je důvod, proč jsou vysoké záruky ochrany soukromí „jádrem většiny současných projektů CBDC,“ říká Jonas Gross, předseda Digital Euro Association, Magazine. 

ZK-proofs mohou být součástí řešení, dodává, a právě z tohoto důvodu „různé centrální banky studují aplikace [ZK-proof] – například ve Spojeném království, Japonsku a Jižní Koreji. 

„Pokud je soukromí nejvyšší prioritou, měly by být zváženy důkazy ZK,“ řekl magazínu Remo Nyffenegger, spoluautor článku St. Louis Fed citovaného výše a výzkumný asistent v Centru pro inovativní finance na Univerzitě v Basileji. 

Evropská centrální banka totiž koncem června zveřejnila regulační návrh pro digitální euro „a uvádí v něm, že důkazy o nulových znalostech by měly být zvažovány v technologickém zásobníku CBDC,“ dodává.

Opět mohou existovat limity toho, co přesně ZK-proofy mohou samy dělat. "Nevidím použití ZK-proofs [samotných] jako dostatečné, protože probíhající politické diskuse ukazují, že ne všechna data související s CBDC budou zamlžena, pokud budou použity ZK-proofs," komentuje Gross. "Vysoké soukromí musí být také podpořeno regulací a vzdělávacím úsilím týkajícím se skutečného stupně soukromí CBDC."

Vystavení upravené fotografie

Aplikace AI jsou nyní tak výkonné, že rozlišení mezi strojově generovanými obrázky nebo dokumenty a těmi, které vytvořili lidé, je již problematické. Věci se budou jen zhoršovat, ale ZK-proofs může nabídnout alespoň částečnou nápravu.

„Technologie blockchainu a ZK-proofs by mohly být použity jako vestavěné záruky v těchto systémech k ověření původu, pravosti a vlastnictví souborů generovaných AI a ke správě některých rizik spojených s obsahem generovaným AI,“ říká Malkhi. Groth dodává:

"Existuje zajímavý nový výzkum, který ukazuje použití ZK-proofs, abyste například ukázali, že jste příliš nezměnili fotografii - tj. boj s falešnými zprávami."

Špičkové fotoaparáty, které digitálně podepisují fotografie spolu s metadaty, jako je poloha a časové razítko, jsou již na trhu a mohou prokázat autenticitu, pokračuje Malkhi. Současným problémem je, že tyto digitální soubory jsou často obrovské – příliš velké na to, aby je bylo možné zveřejnit například na webu zpravodajské služby. 

Ale se ZK-proofs lze jejich velikost souboru podstatně zmenšit, takže je lze prakticky používat online při zachování kritických ověřovacích prvků. "Mohlo by to prokázat, že nahrávka nebo obrázek nebyly pozměněny, možná [včetně] dokonce i data, aniž by byla odhalena identita nebo místo nebo cokoliv jiného," dodává Baylina. 

Doklad o platební schopnosti s důkazy ZK?

Mnozí věří, že finance budou prvním velkým obchodním sektorem, který bude ovlivněn ZK-proofs. Ve skutečnosti 41 % respondentů ve „Zprávě o stavu nulových znalostí 2022“ nadace Mina souhlasilo s tím, že finance byly odvětvím, které „nejvíce potřebovalo ZKP“, daleko před zdravotní péčí (12 %), sociálními médii (5 %) a e- obchod (3 %).   

V březnu mexická kryptoměnová burza Bitso oznámila partnerství s technickou firmou Proven za účelem implementace řešení „důkazu platební schopnosti“, které se opírá o ZK-proofs. Tento protokol brzy umožní investorům, regulačním orgánům a dalším zjistit, zda je burza solventní – tj. její závazky jsou nižší než její aktiva – na základě denních zpráv. 

Jedním z důmyslnějších aspektů protokolu Proven je to, že zapojuje zákazníky burzy do procesu udržování poctivosti burzy. Je to jakási crowdsourcingová verze auditu.

Spoluzakladatelé Dewey a Agustin Lebron časopisu Magazine říkají, že burza (např. Bitso) každý den zveřejňuje kryptografické potvrzení o platební schopnosti. A když se tak stane, každému jednotlivému klientovi/uživateli burzy je vystavena „stvrzenka“, která odráží jedinečné držení daného jednotlivce. Denně mohou být vydány miliony digitálních účtenek. 

Co když jednoho dne zákazník neobdrží denní účtenku, nebo je to špatně? Tento uživatel může přejít na Twitter nebo na jiné místo sociálních médií a stěžovat si nebo klást otázky. Zažili něco podobného i ostatní? Vlákno může vyrůst.

Tento protokol se opírá o zákon velkých čísel. Bitso má například asi pět milionů uživatelů a předpokládá se, že kritické množství stěžovatelů se může rychle objevit a společně zamávat červeným praporkem, který by mohl podnítit další vyšetřování. 

Tento protokol založený na ZK-proofs má podle Bitsa další výhodu. Poskytuje „důkaz solventnosti, který lze potvrdit, aniž by byly všechny tyto informace odhaleny třetí straně. Vše, co auditor musí udělat, je spustit protokol zk-SNARK, aby dospěl k závěru, že důkaz je pravdivý.“ 

Podle Grotha používání ZK-proofs k prokázání finanční solventnosti „získlo po implozi FTX více“. Pokud by takový protokol byl loni k dispozici, bylo by možné zabránit zhroucení burzy se sídlem na Bahamách, říkají někteří – nebo by alespoň její provinění vyšlo najevo dříve. 

Zajímavé je, že společnost FTX Japan, nyní přejmenovaná na Liquid Japan, používá technologii Proven's proof-of-solvency od svého nedávného opětovného spuštění na začátku září. „S přijetím Proof of Solvency můžeme nyní prokázat [solventnost] kryptografickým způsobem, který je ověřitelný třetími stranami,“ poznamenává společnost a dodává:

„Začínáme pracovat na zvýšení frekvence zveřejňování dokladu o solventnosti na 1x denně do konce roku 2023.“

„Neměnné“ sledování zboží

„Důkazy ZK se mohou stát velmi relevantními v kontextu digitálních identit, ať už jsou vydávány vládou nebo soukromými subjekty,“ dodává Nyffenegger. Mohli by například prokázat, že nejste uvedeni na nějakém vládním sankčním seznamu, aniž by prozradili, kdo jste.

ZK-proofs potenciální použití v dodavatelských řetězcích je také často citováno. Potíž je zde, stejně jako u elektronického hlasování, v tom, že to vyžaduje připojení k důvěryhodnému zdroji „informací z reálného světa“, který například dokáže ověřit datum odeslání objednávky z továrny. 

„Systémy sledování dodavatelského řetězce založené na ZK nebyly dostatečně dlouho testovány v bitvě v živých prostředích,“ poznamenává Malkhi a dodává, že se to může brzy změnit:

„Potenciál ZK-proofs je zde obrovský – pomáhá zlepšit transparentnost a snížit potenciální dopad podvodů tím, že umožňuje neměnné sledování zboží v reálném čase.“

Je třeba dodat, že zatímco blockchainy poskytují některé z prvních vzrušujících případů použití ZK-proof, tato technologie ke svému fungování nevyžaduje technologii blockchain – ale určitě jsou užitečné.

„Jsou jen velmi vhodným nástrojem pro blockchainy, protože poskytují důkazy o správném výpočtu – což je v souladu s potřebou ověřitelnosti na blockchainech – a přitom skrývají co nejvíce informací,“ Johannes Sedlmeir, výzkumník z Mezioborového centra Lucemburské univerzity. pro bezpečnost, spolehlivost a důvěru, říká Magazine.

S blockchainovou platformou může ověřovatel zkontrolovat, zda se někde na blockchainu objeví určitý „hash“, „a proto mě zavazuje jako důkaz,“ dodává. 

Blockchainy nejsou vyžadovány pro fungování protokolu Proven's proof-of-solvency, říká Lebron Magazine, i když je vždy užitečné mít validátory v řetězci. Zdá se, že jde spíše o okolnost „mít rád“ než „potřebu mít“. 

Překážky zůstávají

Jaké překážky je ještě třeba překonat, než se ZK-proofy stanou běžnými? Malkhi již zmínila problémy s „přemostěním do skutečného světa“, a to by se podle jejího názoru ukázalo jako největší překážka, kterou je třeba překonat, než se technologie ZK stane mainstreamem. 

Zůstávají však další překážky, které mohou vyžadovat překonání zákonů a předpisů. Budou reklamace ZK uznány například u soudu? 

Škálování také zůstává problémem v mnoha případech použití vzhledem k tomu, že v současnosti neexistuje žádný „standardizovaný způsob, jak ‚programovat‘,“ říká Malkhi, což vývojářům ztěžuje integraci nátisků do jejich aplikací.

Až do tohoto posledního bodu, protokol Proven s Bitso vyžaduje, aby bylo měsíčně (ačkoli brzy denně) vydáváno přibližně pět milionů unikátních „účtenek“ uživatelům Bitso, ale Proven říká, že to není problém. „Přišli jsme na to, jak škálovat,“ říká spoluzakladatel Lebron.

Složitost je dalším potenciálním problémem. „Pro malá až středně velká tvrzení už máme dobrý systém ZK,“ říká pro Magazine kryptograf Groth. "Pro velká tvrzení musíme ještě zlepšit efektivitu." Ověření ZK-proofů, jako jsou SNARK, může být levné, „ale ověřovatel platí ve srovnání s nativními výpočty velkou režii na výkon,“ dodává.

Stát se „o mnoho levnější“

Uživatelská zkušenost se také musí zlepšit. „Používání technologie zajištěné ZK-proofs pro každodenní činnosti, jako je nákup potravin, by mělo být tak bezproblémové, že o tom uživatel ani neví,“ říká Baylina. 

"Další věc, kterou potřebujeme, je čas," říká Baylina. Protokoly jako virtuální stroj Polygon zk-Ethereum jsou stále nové, ale stále se stávají použitelnějšími. "Jak Polygon zkEVM dozrává, během příštího roku očekáváme, že bude řádově levnější."

Vzhledem k těmto potenciálním překážkám, jak dlouho může trvat, než se technologie stane běžnou? 

„Domnívám se, že pět let je příliš krátká doba vzhledem k aktuálním TRL [úrovně technologické připravenosti] ZK-proofs,“ říká Sedlmeir a konkrétně odkazuje na finanční sektor. Zatímco ZK-proofs v posledních letech rychle dozrály, „je stále složité je implementovat a ověření výkonu je stále významným úzkým hrdlem“. 

Může nastat přechodné období, protože ZK-proof funguje v tandemu s tradičními protokoly, jako ve finančním auditu. Dewey společnosti Proven si představoval, že bude nějakou dobu pracovat „ruku v rukavici“ s tradičními auditorskými firmami velké čtyřky. 

Obrovský potenciál

Stručně řečeno, ZK-proofs stále čelí výzvám. Nemohou pracovat izolovaně. Stále potřebují být připojeni ke zdroji pravdy nebo „věštci“. Přetrvávají také pochybnosti o výpočetní složitosti, použitelnosti a škálovatelnosti. 

Ale pokud budou tyto překážky překonány, ZK-proofs by mohly nabídnout řešení pro 21. století nejen pro výzvu „falešných zpráv“, ale také pro problémy v oblasti soukromí jako u CBDC, poskytující uživatelům dostatek anonymity, aby mohli pohodlně používat státem vydávané digitální peníze. dostatečná odpovědnost, takže vlády mohou mít jistotu, že podvodníci nebo osoby, které perou špinavé peníze, neproniknou do jejich sítí. 

Jak se technologie a základní infrastruktura zlepšují, shrnuje Malkhi, „důkazy ZK mají obrovský potenciál umožnit internet, kde je většina smluv podložena kryptografickými zárukami.“

PŘIHLÁSIT SE K ODBĚRU

Nejpoutavější čtení v blockchainu. Dodáno jednou a
týden.

Andrew Singer

Andrew Singer je pravidelným přispěvatelem Cointelegraphu od října 2019. Více než 30 let je profesionálním spisovatelem a redaktorem v oblasti podnikání, z toho 25 let jako zakladatel a šéfredaktor časopisu Ethikos: The Journal of Practical Business Ethics, který stále publikuje. V roce 2017 získal magisterský titul v oboru statistiky na Kolumbijské univerzitě – což podnítilo jeho zájem o AI, strojové učení a technologii blockchain. V současné době žije v Peekskill v New Yorku a rád chodí na túry v Hudson Highlands.